【正文】 PORT(CLK: IN BIT。 Q:BUFFER INTEGER RANGE 31 DOWNTO 0)。 END。ARCHITECTURE BHV OF CNTB IS BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF CLK39。EVENT AND CLK=39。139。 THEN Q=Q+1。 END IF。 END PROCESS。 END BHV。 5位二進(jìn)制計數(shù)器仿真波形（3） 數(shù)字比較器模塊數(shù)字比較器是產(chǎn)生PWM波形的核心組成部件，可控的加減計數(shù)器CNTA和5位二進(jìn)制計數(shù)器CNTB同時加數(shù)字比較器LPMCOMPARE兩端作為兩路輸入信號，當(dāng)計數(shù)器CNTB輸出值小于細(xì)分計數(shù)器CNTA輸出的規(guī)定值時, 比較器輸出高電平。 當(dāng)CNTB輸出值不小于細(xì)分計數(shù)器CNTA輸出的規(guī)定值時, 比較器輸出低電平。改變細(xì)分計數(shù)器的設(shè)定值, 就可以改變PWM輸出信號的占空比。為了便于觀察防真波形，我在CNTB的輸出加上B[4..0]。 數(shù)字比較器的仿真波形 邏輯控制模塊，其兩個二選一多路選擇器加上兩個與門根據(jù)邏輯原理組合而成。START鍵通過“與”門控制PWM輸出,實現(xiàn)對電機的工作/停止控制。當(dāng)START端接高電平時，表示電源接通，電機開始運轉(zhuǎn)；當(dāng)START端接低電平時，電機停止運轉(zhuǎn)。Z/F鍵控制選擇PWM波形是從正端Z進(jìn)入H橋，還是從負(fù)端F進(jìn)入H橋，以控制電機的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)Z/F=1時PWM輸出波形從正端Z進(jìn)入H橋，電機正轉(zhuǎn)。當(dāng) Z/F =0時PWM輸出波形從負(fù)端F進(jìn)入H橋，電機反轉(zhuǎn)。 FPGA中的工作/停止控制和正/反轉(zhuǎn)方向控制電路 正/反轉(zhuǎn)工作控制電路波形當(dāng)START=1時，與門打開，允許電機工作。當(dāng)START=0時，與門關(guān)閉，電機停止轉(zhuǎn)動?！」ぷ?停止電路波形 直流電機PWM調(diào)速系統(tǒng)仿真在本次設(shè)計中，需要滿足的技術(shù)要求是設(shè)計具有正/反轉(zhuǎn)，起/?？刂乒δ?、速度在線可調(diào)的直流電機控制裝置。接下來就用仿真波形詳細(xì)的說明本次設(shè)計的電路滿足以上的所有要求。鍵盤Z_F是電機的方向控制鍵。當(dāng)要求電機正轉(zhuǎn)時，只需要按下鍵Z_F，表示Z_F輸出高電平，即Z_F=1，電機正轉(zhuǎn)。當(dāng)鍵Z_F松開時，Z_F＝0時，電機反轉(zhuǎn)，、。 電機正轉(zhuǎn) 電機反轉(zhuǎn) 電機正反轉(zhuǎn) 啟/?？刂品抡鍿TART鍵是電機的啟動鍵，當(dāng)按下START鍵時，START=1,電機進(jìn)入運行狀態(tài)。反之，START=0時，電機停止，、。 啟動仿真波形 停止仿真波形 啟/停仿真波形 加/減速仿真鍵盤EN1控制電機是否允許變速。所以通過改變EN1便可以改變設(shè)定值H[4..0]的值，也就是設(shè)定值的初值，從而改變了直流電機的占空比，改變直流電機的速度，達(dá)到調(diào)速的目的。因為CNTB是5位的計數(shù)器，所在本設(shè)計中直流電機轉(zhuǎn)速細(xì)分為32級。，同理通過按鍵EN1該變H[4..0]、也就是占空比增大，電機的速度增加。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)比較與仿真波形的分析可以看出，電機的速度在逐漸的增加。所以通過改變EN1的值可以改變直流電機的PWM占空比，從而改變直流電機的速度。 H[4..0]=02H仿真波形 H[4..0]=04H仿真波形 H[4..0]=08H仿真波形 仿真結(jié)果分析，本設(shè)計中的各項功能夠很好的實現(xiàn)。在時鐘脈沖的作用下，計數(shù)器CNTA和CNTB都能按照事先設(shè)定好的規(guī)則進(jìn)行計數(shù)。CNTA是可控的加減計數(shù)器，U_D控制其計數(shù)的方向，EN1用于設(shè)定其初值，當(dāng)NE1由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，就完成了設(shè)定值。CNTB是5位二進(jìn)制計數(shù)器，其在時鐘脈沖CLK0的作用下一直加數(shù)，當(dāng)它加到32時就自動返回到0再重新加數(shù)。兩路計數(shù)器同時加到數(shù)字比較器LMP_COMPARE上，當(dāng)CNTB的值小于設(shè)定值時，數(shù)字比較器輸出高電平，當(dāng)CNTB的值大于設(shè)定值時，數(shù)字比較器輸出低電平。因此改變設(shè)定值的大小就可以改變PWM波形的大小，也就是完成了電機的調(diào)速。Z_F是電機的方向按鍵，選擇PWM波形的進(jìn)入方向，當(dāng)其為1時，電機正轉(zhuǎn)，反之，反轉(zhuǎn)。至于電機的控制，是在它的輸入端加上兩個與門來控制電機的啟動與停止。其具體的操作如下：當(dāng)按下鍵Z_F鍵時，電機正轉(zhuǎn)，松開鍵時，電機反轉(zhuǎn)。當(dāng)按下鍵START時，電機開始工作，松開時，電機停止工作。通過按鍵EN1的閉合與斷開可以改變H[]的值從而改變直流電機的PWM占空比，達(dá)到改變直流電機速度的目的。本設(shè)計采用VHDL設(shè)計FPGA 脈寬調(diào)制控制方案, 計算機仿真和對直流電機控制的結(jié)果表明,該電路能有效地產(chǎn)生PWM 控制信號控制電機的轉(zhuǎn)速, 控制精度由FPGA 中的數(shù)字比較器決定。在本設(shè)計中，采用的數(shù)字比較器為5位, 若增加數(shù)字比較器的位數(shù), 就可以提高電機轉(zhuǎn)速的控制精度。電路中省去了D/A 轉(zhuǎn)換器使電路變得更加簡潔, 同時也降低控制器的成本。FPGA 內(nèi)部采用狀態(tài)機結(jié)構(gòu), 遇到干擾時, 能很快從異常狀態(tài)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài), 保證了控制系統(tǒng)具有高的可靠性。從以上的仿真中可以看出，基于FPGA的直流電機的控制能夠達(dá)到很好的預(yù)期效果。對于直流電機的控制設(shè)計，可以利用的主要有三種方法，分別是模擬電路的方法、單片機的方法和應(yīng)用專用邏輯電路的方法。對于模擬電路方法目前已經(jīng)很少采用，最常用的是單片機的方法，本論文是基于應(yīng)用專用邏輯電路的方法而展開設(shè)計的。目前很少采用FPGA對步進(jìn)電機進(jìn)行控制設(shè)計，本論文采用了此先進(jìn)的技術(shù)對直流電機進(jìn)行控制設(shè)計，設(shè)計了一個功能完善的全數(shù)字步進(jìn)電機控制系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計題目為，基于EDA的直流電機PWM控制設(shè)計，實現(xiàn)用PWM對于電機的控制。此設(shè)計需要用硬件描述語言（VHDL）編寫程序，并在Quartus II軟件平臺上進(jìn)行程序的編譯和仿真。參考文獻(xiàn)[1] 樓興華,[C]北京：北京人民郵電出版社 2006.[2] [J]. 半導(dǎo)體技術(shù),2008.[3]汪厚新. 采用FPGA的步進(jìn)電機控制系統(tǒng)研究[D].碩士學(xué)位論文,西南交通大學(xué),2006.[4][D]．內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古大學(xué)，2005．[5] [EB/OL]. ，2010. .[6][EB/OL]. ，.[7] 張廣益，郭前剛．《電機學(xué)》[M]．重慶．重慶大學(xué)出版社，2006：247251．[8]邢建平，[M] .北京：清華大學(xué)出版社，2005.[9] 潘松，黃繼業(yè)．《DEA技術(shù)實用教程》[M]．北京：北京科學(xué)出版社，2002：145146．[10] 甘歷．《VHDL應(yīng)用與開發(fā)實踐》[M]．北京：北京科學(xué)出版社, 2003：101．[11] 楊天明，陳杰．《電機與拖動》[M]．北京：中國林業(yè)出版社，[12][D]. 碩士學(xué)位論文,江南大學(xué), 2006.[13]陳俊碩，劉景林，[J].微電機，2009,42(10):2425.[14]梁迎春，[J].微特電機，2007,35(7):5558.